SPORADIKUS HIPOFÍZIS DAGANATOK 1. Definíció, gyakoriság

A hipofízis adenomák az agytumorok 10-25%-át képezve a leggyakoribb daganattípusok közé tartoznak gyakoriságuk 1:909-1:1818 [277]. Általában jóindulatú daganatok, de jelentős morbiditást eredményeznek az endokrin rendszerre gyakorolt és a térfoglaló hatásukból adódóan.

Leggyakrabban, az esetek mintegy felében a daganat prolaktint termel (prolactinoma), de a hormonálisan inaktív, nem-funkcionáló daganatok (NFPA: non functioining pituitary adenoma) az összes adenoma mintegy 30%-át teszi ki. Gyakoriságban ezt követik a növekedési hormont (GH) termelő adenomák (15-20%), az ACTH-t termelő kortikotrop adenomák (5-10%), és a rendkívül ritka TSH-t termelő thyreotrop adenomák (1%). A gonadotropint termelő és szekretáló adenoma ritka jelenség, patobiokémiai vizsgálatok alapján azonban a klinikailag nem-funkcionáló adenomák döntő többsége (ha nem mind) hormont nem szekretáló gonadotróp adenomának tekinthető [278].

A daganatok kialakulásának pathomechanizmusát tekintve két szemlélet áll fenn, a kifejlődésük hátterében mind hipotalamikus (primer neuroszekréciós zavar), mind hipofizeális okokat (hipofízis sejtek primer zavara) feltételeznek. A hipotalamikus elmélet alapján a GHRH túltermelés GH-t termelő adenoma, a dopamin csökkent szekréciója pedig prolactinoma kialakulását okozhatja. Valószínűnek tartják, hogy a primer, hipofizeális sejtekben megjelenő defektus kialakulása után a daganatos sejtklónok növekedésében szerepet játszanak a hipotalamusz felől érkező stimulusok. A hipofizeális sejtek primer zavara elmélet alapján a primer molekuláris biológiai elváltozás magában a hipofízis alkotó sejtben alakul ki. A hipotézis mellett szól, hogy a legtöbb sporadikusan előforduló adenoma monoklonális [279,280].

II.4.2. Genetikai és epigenetikai eltérések hipofízis daganatokban

A sporadikus adenomákban génmutáció a GH-t termelő daganatok 30-40 %-ában jelen levő GNAS-mutációtól eltekintve ritkán igazolható [281].

A génmutációkkal ellentétben epigenetikus folyamatok gyakrabban igazolhatóak hipofízis adenómákban. Ezek közül jelentős a főként a sejtciklust szabályozó gének hipermetilációja, ami fontos tumorszuppresszor gének inaktivációjához [282,283] (11. ábra).

11. ábra – A sejtciklus szabályozása – Fekete vonalak a sejtmaghártyát, kék vonalak az örökítőanyagot, piros körök a ciklineket, barna téglalapok a CDK-kat, zöld téglalapok a CDKi-kat jelképezik. A piros nyilak aktivációt, míg a zöld T-alakú vonalak inhibíciót szimbolizálnak. A barna vonalak az egyes ellenőrzőpontokat jelölik.

A retinoblastoma fehérje (pRb) és számos ciklin dependens kináz inhibitor (CDKI) csökkent expresszióját igazolták hipofízis adenomákban promóter metiláció miatt. A Ciklin D-Cdk4/6 komplexet gátló Ink4 családba tartozó gátló fehérjék (p15^Ink4b, p16^Ink4a, p18^Ink4c) és a Ciklin E/Cdk2 komplexet gátló Kip/Cip család (p21^Waf1/Cip1, p27^Kip1, p57^Kip4) egyes tagjai között is viszonylag gyakori a promóter metiláció (12. táblázat). Mindkét komplex aktivációja végül a pRb foszforilációjához (inaktiválásához) vezet; ezt tekintik a restrikciós ellenőrző (’R’) pontnak, amelyet átlépve elindul a sejtosztódás (lásd 1. ábra). A p27^Kip1 fehérje esetében a csökkent expressziót corticotrop adenomákban és carcinomákban nem a metiláció, hanem a JAB1 által mediált fokozott degradáció okozza [284].

Nem közvetlenül, de a sejtciklust befolyásolják a MEG3A és a GADD45γ gének is, amelyek mRNS expressziója szintén epigenetikus szabályozás következtében alacsonyabb az adenomákban.

A MEG3A gén minden normális hipofízis sejtben expresszálódik, azonban a gonadotrop eredetű, klinikailag nem-funkcionáló adenomákban a hipermetilácó eredményeképpen expressziója megszűnik. A gén terméke fehérjét nem kódoló RNS molekula, amely a p53 transzaktivációját segíti elő, így rendkívül erős sejtproliferációt gátló hatása van számos humán tumorsejtvonalban. A GADD45γ csökkent expresszióját is CpG szigetek hipermetilációja okozza nem-funkcionáló, GH-t és PRL-t termelő adenomákban. Környezeti stresszfaktorok (pl. UV sugárzás) hatására kapcsolódik az MTK1 (= MEKK4) kinázhoz, amelyen keresztül a p38, JNK útvonalakat aktiválja, így G2/M arrest-hez vezet. Daganatos sejtvonalakon hatékony proliferáció gátló hatást fejt ki [285].

Az apoptózis szabályozásában szerepet játszó fehérjeket kódoló gének közül a DAPK hiányzó expresszióját írták le deléció vagy hipermetiláció következményeként invazív adenomákban, a PTAG gén promóter metiláció miatti csökkent vagy hiányzó expresszióját a hypophysis daganatok többségében, a ZAC1 csökkent expresszióját pedig elsősorban nem-funkcionáló adenomákban igazolták mRNS és fehérje szinten egyaránt. Ez a cink-ujj fehérje a nukleáris receptorok kofaktora lehet, kötődhet a CBP/p300-hoz és a p160-hoz, de mint a p53 koaktivátora szerepet játszik az Apaf-1 proapoptotikus gén szabályozásában is [285].

A metiláció miatt funkcióvesztés mellett számos gén fokozott expresszióját is igazolták hipofízis daganatokban. A PTTG gén tűnik a legjelentősebb tényezőnek hiszen a daganatok típusától függetlenül az esetek kb 90%-ában fokozott expressziót mutat [286]. A PTTG-nek szerepe lehet mind a daganatok kialakulásában, mind pedig a progresszióban, in vivo és in vitro kísérletek is igazolták transzformációt okozó hatását. A PTTG fehérje a human securin-szerű fehérjék családjába tartozik, egyéb nukleáris separin fehérjékhez asszociálódva gátolja a testvérkromatidák szétválását a metafázisban, így jelentős szerepe van a mitózis folyamatában. Kimutatták, hogy a PTTG transzaktivációs doménjét a MAPK kaszkád tagjai foszforilációval aktiválják ez által nukleáris transzlokációját okozzák [287]. Serkenti a bFGF expresszióját, amely egy rendkívül potens angiogenetikus és mitogén faktor valamint felelős lehet az adenomákban megjelenő aneuploidizmus kialakulásáért is gátolva a testvérkromatidák szétválását [288,289]. Fokozott expressziója esetén megszakad a testvérkromatidák szétválása (kromatidavesztés, kromatidatöbblet, aneuploiditás), az így kialakuló genetikus instabilitás protoonkogén aktivációhoz és tumorszuppresszor gén LOH-hoz vezethet [290,291]. Ezen kívül a PTTG stimulálja a FGF2 (basicFGF, bFGF) expressziót, amelyen keresztül szabályozza az endothel VEGF expresszióját [286]. Kapcsolatba lép az Sp1 transzkripciós faktorral, amellyel közösen szabályozzák a sejtciklus G1/S átmenetét. Az Sp1-en keresztül elnyomja a p21 expresszióját, így szabályozza a sejtproliferációt és sejtosztódást. A proliferációs aktivitás és a recidív állapot markerének tartják. PTTG mutációt sporadikus adenomákban eddig nem találtak [292].

A sejtciklusban részt vevő ciklinek és egyéb fehérjék eltérő expressziója, melyek végső soron a sejtciklust befolyásolják, szintén szerepet játszhat a hipofízis adenomák kialakulásában, bár sok esetben a fokozott transzkripcióhoz vezető pontos mechanizmus nem ismert. A ciklin D1 és ciklin D3 NFPA-k esetében, a ciklin E a corticotrop adenomák nagy százalékában, míg a ciklin B a HMGA2-vel összefüggésben a prolactinomákban mutat fokozott expressziót [293,294]. A HMGA2 a kromatin szerkezetét befolyásolja és elősegíti a transzkripciót. Jelentős szerepet játszik az embrionális fejlődésben, expressziója is ekkor a legmagasabb, míg a felnőtt szövetekben szinte alig, vagy egyáltalán nem fejeződik ki. Részt vesz a sejtproliferáció, a differenciálódás, az apoptózis folyamatában és számos daganat (hasnyálmirigy, pajzsmirigy, emlő, vastagbél, prosztata stb.) kialakulásában [295–297]. Transzgén egerekben fokozott expressziója GH-t és PRL-t szekretáló adenoma kialakulását okozta [298]. NFPA-ban szerepe nem egyértelmű; egy tanulmány 18 vizsgált szövetből 12-ben emelkedett kifejeződését igazolta, de mindössze 2 esetben azonosítottak génamplifikációt vagy génátrendeződést [299]. Expressziója kifejezett az invazív, malignusabb daganatokban [300].

12. táblázat. A sporadikus hipofízis adenomák patogenezisében részt vevő fontosabb gének és defekusok [301]

Gén Eltérés

RAS Szomatikus aktiváló mutáció carcinomában és invazív tumorokban

pRb (RB1)

Promóter hipermetiláció az adenomák 28,6%-ában (12/42) 35%-ában (12/34) Vizsgált tumorok 90%-a (18/20) expresszálta a pRb-t,

a nem expresszálók 60%-ában (6/10) a promóter régiója metilált Rb lókuszt érintő LOH invazív és malignus daganatok 100%-ában

p53 Szomatikus inaktiváló mutáció és túlzott expresszió carcinomákban PTTG Fokozott expressziója az adenomák 90%-ában

Pdt-FGFR4 Fokozottan expresszálódik az adenomák 42-60%-ában, kifejezett expresszió az invazív adenomákra jellemző

FGF2 Fokozottan expresszálódik a hypophysis daganatokban, kifejezetten az agresszív adenomákban

Promóter hipermetiláció az adenomák 32%-ában (11/34) és 35,7%-ában (15/42) Promóter hipermetiláció az adenomák 59%-ában (20/34) és 71,4%-ában (30/42) Promóter hipermetiláció az adenomák 39,5%-ában

p21Waf1/Cip1 (CDKN1A)

Promóter hipermetiláció az adenomák 3%-ában (1/34) Csökkent expresszió a nem-funkcionáló adenomák 71%-ában

Fokozott expresszió a hormontermelő adenomák 77%-ában és a GH termelő adenomák 92%-ában

p27Kip1 (CDKN1B)

Promóter hipermetiláció az adenomák 0%-ában (0/34)

Csökkent expresszió az adenomákban, kifejezetten a corticotrop adenomákban Az adenomák 75 %-ában csökkent expresszió

Cyclin D1 (CCND1)

Fokozott expresszió az adenomák 49%-ában

Allél kiegyensúlyazatlanság az invazív daganatok 38%-ában (11/29), a nem invazív daganatok 13%-ában (4/31) Cyclin D3 (CCND3) Fokozott expresszió az adenomák 68%-ában

Cyclin E (CCNE) Fokozott expresszió a corticotrop adenomák 37%-ában Cyclin A (CCNA1) Fokozott expresszió hypophysis adenomákban

GADD45γ Csökkent expresszió az adenomák 58-67%-ában hypermetiláció miatt MEG3A Expressziója megszűnik a nem-funkcionáló adenomák 92,8%-ában promóter

hipermetiláció miatt

DAPK Expressziója megszűnik az invazív adenomák 59%-ában (10/17), melyet 45%-ban hipermetiláció, 36%-ban homozigóta deléció okoz

PTAG Az adenomák 79%-a (30/38) elveszíti a PTAG expressziót, 20 %-ban hipermetiláció miatt

ZAC Csökkent vagy hiányzó expresszió nem-funkcionáló adenomákban HMGA Fokozott expresszió leggyakrabban prolactinomában (génamplifikáció) JAB1 Fokozott expresszió carcinomákban

II.4.3. Jelátviteli utak eltérései hipofízis adenomákban

A molekuláris biológiai módszerek (array-k és nagy áteresztőképességű vizsgálatok) fejlődésével és a bioinformatika egyre nagyobb térnyerésével a hipofízis adenomákkal kapcsolatban is mindinkább a jelátviteli utak érintettsége kerül a kutatások középpontjába. Ezekben a daganatokban a MAPK kaszkád és PI3K/Akt/mTor útvonalak túlzott aktiválódását mutatták ki [278]. A PI3K (foszfatidil-inozitol-3-kináz) egy nem-receptor tirozin kináz, melyet a már említett tirozin kináz receptorok (pl.: EGFR, VEGFR) mellett G-fehérjék, integrinek is aktiválhatnak (Ras mutáció esetén receptortól függetlenül aktiválódik). A PI3K fő célpontja a protein kináz B (PKB) vagy az AKT. Az AKT aktivációja egy sor fehérje foszforilációjához vezet, melyek szerepet játszanak a sejtek növekedésében, túlélésében és a sejtciklusban, például az AKT kikapcsolja a proapoptotikus és sejtciklusgátlást okozó jeleket (FOXO3A, FOXO4, FOXO1, BAD, GSKβ,

kaszpáz-9, PAR4), vagy aktiválja az antiapoptotikus IκB kinázt és MDM2-t [302]. Direkt és indirekt (TSC komplexen és RHEB-en keresztül /RHEB: Ras homolog enriched in brain, TSC2:

tuberin/) úton aktiválja a szerin-treonin kináz mTOR-t. Az mTOR kétféle funkciót tölt be a vele komplexet alkotó fehérjéktől függően: a rictor-fehérjével komplexben növekedési faktorok hatását közvetíti az AKT felé, a raptorral komplexben pedig a fehérjeszintézisre hat. Az mTOR aktiváció fokozott proliferációhoz vezet a 4E-BP1 (eukaryotic initiation factor 4E-binding protein1) gátlása és a riboszómális S6 kináz (p70S6K) aktiválása által. Intenzívebb működése fokozza a sejtproliferációt és a növekedést serkentő fehérjék (ciklin D, myc, VEGF) termelését.

Hipofízis adenomákban, különösen NFPA-ban az Akt molekula fokozott expresszióját (mRNS és fehérje szinten) és aktivált állapotát (nagyobb arányban jelenlevő aktív, foszforilált forma) találták [303]. Az AKT túlműködése a p27^Kip1 fokozott foszforilációjához vezet, amely megakadályozza annak a sejtmagba történő transzportját. Ezért hipofízis adenomákban a sejtciklus egyes eltérései másodlagosnak tekinthetőek a fokozott AKT jelátvitel következtében. Az mTOR útvonal viszonylagos érintettsége ellen szól, hogy önmagában sem a TSC, sem az mTOR expressziója hipofízis daganatokban nem tért el a normális szövethez képest. Az Akt túlaktivációja ezen útvonalak mellett a GSKβ-n keresztül a β-katenin jelátvitellel is kapcsolatban van, amit viszont már összefüggésbe hoztak a hipofízis adenomák patogenezisével [304,305].

PI3K/Akt/mTor útvonal mellett mitogén hatásra a Ras (kis GTPáz) fehérjék szintén aktiválódnak. A Ras fehérje leginkább Raf (MAPKKK, mitogén aktivált protein kináz kináz kináz) kinázon keresztül aktiválódik, de a PI3K felé is továbbít jelet, így a két útvonal között „crosstalk” is fennáll. A Raf aktiválja a MEK-et (MAPKK), amely foszforilált állapotában aktiválja az ERK-et (MAPK). Az ERK a sejtmagba transzlokálódik és transzkripciós faktorokat aktivál, olyan gének expresszióját befolyásolva, amelyek által elősegíti a növekedést és mitózist (p70S6K, c-myc, c-Fos, Elk, ciklin D) [306]. RAS mutációk nem jellemzőek hipofízis adenomákra (ellentétben más daganatokkal, ahol gyakori elváltozások), azonban mRNS- és fehérjeszinten is fokozott RAS expressziót igazoltak. A MAPK kaszkád többi elemét is (MEK1/2, ERK1/2) nagy mértékben foszforiláltnak (túlaktiváltnak) találták hipofízis adenomákban, ami a ciklin D1 expresszió növekedéséhez vezet [307–309].

Újabb array alapú kísérletek eredményei alapján felvetik, hogy a fejlődésben kiemelkedő szerepet játszó WNT és Notch jelátviteli útvonalak is aktiválódnak és szerepet játszanak a hipofízis daganatok, elsősorban a nem-funkcionáló adenomák növekedésében [310]. A WNT-ken keresztül három fő jelátvitel valósul meg: a β-katenin, vagy kanonikus út; a JNK és a WNT-kálcium útvonal. A jelátvitelre – más útvonalakra is jellemzően – a szövetspecificitás jellemző; a különböző ligandumok a sejtkontextustól függően különböző jelátvitelt indíthatnak. Hipofízis esetén a WNT4a a Rathke tasakban expresszálódik az embrionális fejlődés alatt. WNT4-/-

egerekben csökken a somatotrop sejtpopuláció, az α-alegység és a TSH mennyisége. A WNT5a funkció kiütése transzgén egerekben neonatalis letalitáshoz vezet [311]. A kanonikus útvonal a β-kateninen keresztül valósul meg és feltételezik, hogy nagyobb szerepet játszik a daganatok kialakulásában (pl.: vastagbélrák), mint a nem-kanonikus jelátvitel. A WNT inhibitorok közül az SFRP család tagjai közül hipofízis adenomákban az SFRP2-t, SFRP4-et, WIF1-et, DKK2-t és DKK-3-t csökkent mennyiségűnek találták [305,312–314], gyakran hipermetiláció következtében.

Bár az SFRP1 a WNT inhibitorok közé tartozik, bizonyos körülmények között anti-apoptotikus hatással bír [315] és a fenti közlemények adatai alapján hipofízis adenomákban fokozottan expresszálódik. Az útvonal célgénjeit vizsgálva hipofízis adenomákban megnövekedett ciklin D1, PITX2 és MYC szintet találtak, valamint a p21 a GH termelő adenomákban fokozott expressziót mutatott [310,316,317]. Összességében tehát a célgének expressziója is az útvonal túlaktivált állapotát támasztja alá.

A Notch útvonal, amely ugyancsak az embrionális fejlődésben játszik szerepet, szintén fokozottan aktivált nem-funkcionáló hipofízis adenomákban. A ligandum kötődése után proteolízis révén a receptor intracelluláris része a sejtmagba transzlokálódik és különböző gének expresszióját szabályozza. Ennek az intracelluláris doménnek a konstitutív expressziója transzgén állatokban [318] agresszív T-sejtes neopláziát okoz. A Notch3 indirekt módon az ASCL-en keresztül a DLK1 expresszióját szabályozza [319]. A két gén expressziója között negatív korreláció áll fenn, arányuk alapján elkülönítenek magas DLK1/alacsony Notch3 expressziójú és magas Notch3/alacsony DLK1 expressziójú daganatokat, amelyek a differenciáltsági állapottal vannak összefüggésben [320]. AZ NFPA–ban az előbbi konstelláció áll fenn, ami alapján valószínűsítik, hogy ezek a daganatok vagy nem-differenciált sejtekből alakulnak ki, vagy a daganatfejlődés során de-differenciálódnak (Dlk expresszióról Notch3 expresszióra váltanak), amelyet az alacsony Pit1 expresszió is igazol [310].

Ez felveti azt a kérdést, hogy az eddig gyógyszeresen nem kezelhető nem-funkcionáló adenomák esetében az Alzheimer-kór kezelésében használt gamma szekretáz gátló (Notch jelátvitelt gátló) gyógyszerek hatásosak lehetnek-e.

II.5. SEJTCIKLUS

Az eukarióta sejtek ismétlődő növekedési és osztódási folyamatát, amely során örökítőanyaguk megkettőződését követően – optimális esetben – két leánysejtre osztódnak, sejtciklusnak nevezzük. A sejtciklus egy szigorúan szabályozott folyamat, melynek során az egymást követő egyes fázisok felkészítik a sejtet a sikeres megkettőződésre, ami a növekedés, fejlődés és differenciálódás előfeltétele (11. és 12. ábra).

12. ábra – A sejtciklus sematikus ábrázolása – Fekete ellipszisek és körök a sejtmembránt, barna körök és vonalak a sejtmagmembránt, piros-zöld merőleges hengerek a centroszómát, narancssárga vonalak a mikrotubulusokat, kék vonalak az örökítőanyag különböző állapotait (eukromatin, heterokromatin, kromoszóma) jelképezik. Az ábra bővebb kifejtése a szövegben található [321].

Az osztódást követően létrejött leánysejt először egy nyugalmi, G1 (growth – növekedés 1) fázisba kerül, majd a környezetéből származó tápanyagok és mitogén szignálok hatására a restrikciós pontot átlépve elköteleződik az osztódás irányában és belép az S (szintézis) fázisba [322]. Mitogén szignálok és megfelelő tápanyagok hiányában a sejt egy osztódási potenciáljától időlegesen megfosztott G0 fázisba kerül, ahonnan a környezeti tényezők változásának következtében visszaléphet G1 fázisba. Az S fázis során történik az örökítőanyag (dezoxiribonukleinsav – DNS) és a centroszóma megkettőződése is ekkor történik. A centroszóma egy, nyugalmi sejtben a sejtmag közelében lévő organellum, mely két merőlegesen kapcsolódó centriólumból és az azt körülvevő, számos fehérje alkotta pericentrioláris anyagból (pericentriolar material – PCM) áll. A centroszómák megkettőződése és optimális működése egy, a sejtciklussal összehangolt centroszóma ciklusnak nevezett folyamat révén szabályozódik [323]. Az örökítőanyag sikeres megkettőződését követően a sejt G2 fázisba kerül, melynek során felkészül a kettéosztódásra. A G1, S és G2 fázisokat, melyek során az örökítőanyag – részlegesen – transzkripcióra alkalmas, hozzáférhető állapotban van (eukromatin) összefoglalóan interfázisnak nevezzük. Az interfázist követően a sejt a mitózis folyamatába lép. Ennek során a profázisban a sejtmaghártya integritása megszűnik, az örökítőanyag kromoszómákba szerveződik. A centroszómák egymástól elkezdenek távolodni a sejt két ellentétes pólusa felé, közöttük kialakul a mitotikus orsó. A centroszómákhoz kapcsolódó mikrotubulusok egy része a két centroszóma

távolodását szolgálja (poláris vagy nem-kinetokór mikrotubulusok) [324]. Egy másik része a kromoszómák centromér régiójához csatlakozó kinetokór komplexhez kötődik (kinetokór mikrotubulusok) [325], míg egy harmadik csoportjuk a centroszómából csillagszerűen kisugározva a centroszómák helybentartásában játszik szerepet (asztrális mikrotubulusok) [326]. A metafázis során a mitotikus orsó kifejlődik, a kromoszómák a poláris és kinetokór mikrotubulusok segítségével az osztódás egyenlítői síkjában felsorakoznak. Az anafázis során a mitotikus orsó működése következtében a kromoszómák a megfelelő oldali centroszóma felé közelednek. A telofázis során kezd kialakulni az új sejtmagmembrán, a szigorúan szervezett kromoszómák elkezdenek hetero- és eukromatinná alakulni. Ezt követően, a citokinézis lépésében a két citoplazma is különválik és a két leánysejt önálló működésbe kezd.

II.5.1. A sejtciklus szabályozása

A sejtciklus folyamatainak pontos, összehangolt működése egy szigorú szabályozás következménye, amelyben mind transzkripciós, transzlációs (sejtciklusdependens expressziót mutató fehérjék) és poszt-transzlációs (aktiváló és deaktiváló foszforilációk és defoszforilációk) valamint lebomlási folyamatok is érintettek. A szabályozás alapjainak leírásáért 2001-ben Leland H. Hartwell amerikai, Tim Hunt és Paul Nurse brit kutatókat orvosi-élettani Nobel-díjjal jutalmazták [327–330]. A szabályozás kiemelten fontos faktorai a csupán bizonyos fázisokban expresszálódó (sejtciklusdependens kifejezést mutató) ciklinek amelyek ciklindependens kinázok (CDK) működését regulálják (12. ábra). Bár a sejtciklus szabályozásával kapcsolatos vizsgálatok nagy része élesztőgombákban történt és történik, munkánkban a különböző faktorok humán homológjait tárgyaljuk.

Exogén és endogén mitogén szignálok hatására intracellulárisan fokozódik a D-típusú ciklinek expressziója, melyek a CDK4 és CDK6-hoz kötődve foszforilálják a retinoblasztóma (pRb) és retinoblasztómához hasonló (p107, p130) proteineket [331,332]. A hiperfoszforilálás hatására a pRb megszünteti gátló kapcsolatát az E2F transzkripciós faktor-család tagjaival (E2F1-E2F8), melyek aktívvá válva iniciálják az S fázishoz szükséges faktorok (pl.: ciklin A, ciklin E) transzkripcióját [333]. A ciklin E-CDK2 komplex az S fázisba lépést, míg a ciklin A-CDK2 kompex az S fázis további szakaszait regulálja [334,335]. A sejtciklus során a ciklin B expressziója fokozatosan növekedik, szintje a mitózis fázisában éri el a maximumot [336]. Ekkor az – expressziójában szintén ekkor tetőző – CDK1-gyel komplexet alkotva (MPF – mitosis promoting factor) a mitózis regulálásában tölt be kulcsszerepet. A ciklin B lebomlása ugyanakkor a mitózisból való kilépés előfeltétele is [337]. Megjegyzendő, hogy újabb vizsgálatok redundánsnak vélik bizonyos CDK-k működését. Kimutatták, hogy mind a ciklin D-CDK4/6, mind a ciklin E-CDK2 komplexek nélkül végbemehet a sejtciklus [338,339] (11. ábra).

A ciklinek regulálta CDK-k működését egyéb faktorok is befolyásolják. A CDK inhibitorok (CDKi) közé tartoznak a cip/kip és az INK4a/ARF család tagjai. A cip/kip család tagjai közül a p21 és p27 proteinek számos CDK működését gátolják (2. ábra) [340]. Az INK4A/ARF lókuszról átíródó p16INK4A és a p14/p19ARF proteinek sejtciklus-inhibitorként képesek megállítani a sejtciklus progresszióját G1, illetve G1 és G2 fázisokban [341]. A CDKi-k mellett számos más fehérje is befolyásolja a sejtciklus működését. A CDK1 aktivitását foszforiláltsági állapota befolyásolja [342]. A WEE1 kináz mediálta foszforilálás a fehérje Thr14 és Tyr15 aminosavain a CDK1 inaktiválásához vezet [343,344]. A CDC25 mediálta defoszforilálás ugyanakkor aktív CDK1-t eredményez, amely előfeltétele a mitózisba lépésnek [345]. Emellett a közismert tumor szuppresszor p53 indukálja a p21 expresszióját, lassítva a sejtciklus progresszióját [346]. A sejtciklus lassításának irányába hat a TGF-β (transforming growth factor-β) p27-re gyakorolt aktiváló hatása is [347].

A sejtciklus optimális működését három ellenőrzőpont is biztosítja. A restrikciós pontot (sarjadzó élesztőben START pont) elhagyva, az eddig a pontig beérkező exogén és endogén szignálok eredőjeként köteleződik el a sejt a “minden-vagy-semmi” elve alapján az osztódás irányába. A DNS sikeres és hibátlan megkettőződése az előfeltétele a G2/M ellenőrzőpont sikeres átlépésének. Perzisztáló egyszálú DNS molekula aktiválja az ATR (ataxia telangiectasia and Rad3 related) jelátviteli utat, ami a CHK1 (checkpoint kinase 1) aktiválásán keresztül a CDC25 foszforilálását eredményezi, ami így inaktívvá válik és képtelen a CDK1 aktiváló defoszforilását elvégezni [348]. A DNS molekulán található kettős szálú törések (DSB – double strand break) az ATM (ataxia telangiectasia mutated) jelátvitelt aktiválja, mely a CHK2 (checkpoint kinase 2) aktiválásán és következményesen a CDC25A foszforilálásán keresztül gátolja a sejtciklus progresszióját [349]. A harmadik, ún. metafázis ellenőrzőpont a mitózis metafázisának során a kromoszómák optimális egyenlítői síkba rendezését vizsgálja. A kinetokór mikrotubulusok – optimális esetben – bipoláris erőhatást gyakorolnak a testvérkromoszómák kinetokór régióikra. Ezt a kiegyenlített feszültséget detektálja a metafázis ellenőrzőpont. Amennyiben egy kromoszóma irányában csak egy centroszóma felől létesül húzó hatás, a sejt nem lép túl a metafázis

In document MTA Doktori Értekezés (Pldal 55-70)